Потенціометричне визначення вмісту феруму

Лабораторна робота №1

Потенціометричне визначення вмісту феруму(ІІ)

Студента                Групи         

Потенціометричні методи аналізу засновані на вимірі електрорушійних сил (ЕРС) електрохімічної комірки, що складається з двох електродів – індикаторного електрода і електрода порівняння. ЕРС є різницею їх електродних потенціалів:

ЕРС = Е1 – Е2.

Залежність потенціалу електрода від активності або концентрації електроліту описується

рівнянням Нернста:[pic 1][pic 2]

де: Е – потенціал, В; Е0 – стандартний потенціал (потенціал при аок=авід=1); R – універсальна газова стала, 8,314 Дж/(моль∙К); Т – температура, К; n – кількість електронів; F – число Фарадея, 96500 Кл/моль; аок.ф. та авід.ф. – активність окисненої та відновленої форми; Сок.ф. та Свід.ф. – концентрації окисненої та відновленої форми речовини, моль/л.[pic 3][pic 4]

Потенціал електрода порівняння не залежить від концентрації визначуваної речовини і є сталою величиною. Тому вимірювання ЕРС дозволяють визначати концентрацію іонів у розчині за рівнянням Нернста. Такий метод називається прямою потенціометрією або іонометрією.

Також вимірювання потенціалу використовують в процесі титрування. При потенціометричному титруванні точку еквівалентності визначають за різкою зміною (стрибком) потенціалу на кривій титрування.[pic 5]

Рис.1 – Криві потенціометричного титрування: а – крива потенціометричного титрування; б – її перша похідна, в – друга похідна.

Визначення вмісту феруму(ІІ) методом потенціометричного титрування

Іони феруму(ІІ) характеризуються відновними властивостями (Е0=0,77 В), тому у розчині легко окиснюються такими окисниками, як K2Cr2O7, NH4VO3, KMnO4 та ін.

Реакція взаємодії іонів Fe(II) з калій дихроматом має вигляд:

6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

або у іонному вигляді:

6Fe2+ + Cr2O72– + 14H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O.

У якості індикаторного використовують електрод з інертного благородного металу, потенціал якого буде залежати від концентрації іонів у розчині. В якості електрода порівняння використовують хлорсрібний електрод.

Методика виконання роботи

У хімічний стакан, що містить розчин з невідомою кількістю Fe2+, додають приблизно 25 мл розчину сульфатної кислоти та дистильовану воду (≈25 мл). Опускають у розчин магнітну мішалку та занурюють закріплені на штативі електроди таким чином, щоб вони не торкались мішалки на дні

стакану. Після додавання кожної порції титранту K2Cr2O7 (0,1 мл) вичікують 10…15 с для вирівнювання концентрації у всьому об'ємі розчину, вимірюють мілівольтметром значення ЕРС та заносять його до таблиці. Після цього будують криву титрування E – V, визначають об’єм точки еквівалентності та проводять розрахунки вмісту феруму.

[pic 6]

Вміст феруму розраховують за формулою:

1𝐶(  𝐾2𝐶𝑟2𝑂7)∙𝑉т.е.(𝐾2𝐶𝑟2𝑂7)∙𝑀(𝐹𝑒)[pic 7]

𝑚(𝐹𝑒) =        6        =[pic 8]

1000

Завдання: запишіть рівняння Нернста для редокс пар Fe3+/Fe2+ та Cr2O72–, 14H+/2Cr3+.

Лабораторна робота №2

Потенціометричне визначення рН розчинів зі скляним індикаторним електродом.

Потенціометричне визначення суміші кислот HCl та HAс.

Студент                Група         

Рис. 1Іономір універсальний

-1 -:- 19

-1 -:- 4[pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]

4 -:- 9